CN104414040B - 饰件加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于饰件加工装置技术领域，公开了一种饰件加工装置，包括机架、加工台移动装置、用于夹持工件的工件夹紧装置、用于驱动所述工件转动的工件回转装置、用于驱动所述工件摆动的工件摆动装置、用于驱动所述工件移动的工件移动装置、用于驱动刀具旋转的主轴转动装置、用于驱动所述刀具摆动的刀具换向装置、用于驱动所述刀具进给的刀具进给装置，所述加工台移动装置包括移动平台、移动驱动部件；所述刀具进给装置、刀具换向装置和主轴转动装置均连接于移动平台。工件夹紧装置、工件回转装置、工件摆动装置均连接于工件移动装置。本发明提供的饰件加工装置，其产品标准性高、可适用不同的款式的工件，通用性佳，生产效率高，生产成本低。

Description

饰件加工装置

技术领域

本发明属于饰件加工装置技术领域，尤其涉及一种数控饰件加工装置。

背景技术

为了获得款式丰富、精美的珠宝首饰饰件，必须要对饰件单元的表面进行加工。目前的采用的方法主要有两种，一种是借助手工批花机或是简易的装置，然后依靠经验丰富的工人对其进行加工；另一种是用自动批花机来进行加工。第一种方法过于依赖有经验的操作工人，生产效率低下，并且所加工产品的款式有限，一致性较差。后一种方法往往只能加工相对简单的产品。

现有技术中，传统手工加工方法加工出的饰件单元款式单一、做工不够精美，而且生产效率低，完成整个产品的加工需要多道手工工序，使得成品率和标准性都下降，难以实现自动化和信息化管理。工厂使用的自动批花机功能都较为简单，而针对复杂款式的饰件单元如球形、橄榄形、戒指等饰件单元的加工，现有的批花机只实现了对少数几类花纹的加工，通用性较差。

综上，现有技术中的首饰加工设备，其主要存在以下缺点：

（1）手工车花生产效率低，废品率高，产品标准性不高，款式单一，导致所生产产品市场竞争力弱，且新款式研发周期长；

（2）现有工厂的车花机结构简单，只能生产款式相对简单的产品；

（3）现有市场上的车花机结构难以实现数控G代码编程，通用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种饰件加工装置，其产品标准性高、可适用不同的款式的工件，通用性佳，生产效率高，生产成本低。

本发明的技术方案是：一种饰件加工装置，包括机架、加工台移动装置、用于夹持工件的工件夹紧装置、用于驱动所述工件转动的工件回转装置、用于驱动所述工件摆动的工件摆动装置、用于驱动所述工件移动的工件移动装置、用于驱动刀具旋转的主轴转动装置、用于驱动所述刀具摆动的刀具换向装置、用于驱动所述刀具进给的刀具进给装置，所述加工台移动装置包括设置于所述机架上的移动平台、用于驱动所述移动平台相对所述机架移动的移动驱动部件；所述刀具进给装置、刀具换向装置和主轴转动装置均连接于所述移动平台。

可选地，所述机架连接有数控代码模块。

可选地，所述移动驱动部件包括连接于所述机架的第一电机、连接于所述第一电机的第一丝杠，所述机架上设置有横向设置的第一导轨，所述移动平台滑动连接于所述第一导轨，所述移动平台固定连接有第一螺母，所述第一丝杠螺纹连接于所述第一螺母。

可选地，所述工件夹紧装置包括基板、第一顶针、第二顶针和用于驱动所述第一顶针和第二顶针相对靠近或分离的第一驱动件，所述第一顶针、第二顶针的端部相对且所述第一顶针、第二顶针同轴设置；所述第一顶针、第二顶针活动连接于所述基板，所述第一驱动件连接于所述基板。

可选地，所述工件回转装置包括用于驱动所述第一顶针或/和第二顶针的回转驱动件，所述回转驱动件连接于所述基板。

可选地，所述工件摆动装置包括基座和用于驱动所述基板摆动的摆动驱动件，所述基板转动连接于所述基座，所述摆动驱动件连接于所述基板且设置于所述基座上。

可选地，所述工件移动装置包括用于驱动所述基座移动的滑动驱动部件。

可选地，所述主轴转动装置包括安装板、设置在所述安装板的主轴电机、主轴、连接于所述主轴电机与所述主轴之间的主轴传动带、用于使传动换向的惰轮。

可选地，所述刀具换向装置包括旋转驱动件、由所述旋转驱动件驱动的蜗轮蜗杆部件，所述安装板连接于所述蜗轮蜗杆部件。

可选地，所述刀具进给装置包括滑动板、连接于所述机架的第二电机，所述机架设置有纵向设置的第二导轨，所述滑动板滑动连接于所述第二导轨，所述滑动板上固定连接有第二螺母，所述第二电机的转轴连接有第二丝杠，所述丝杆螺纹连接于所述第二螺母。

本发明所提供的饰件加工装置，其可用于可以应用于复杂款式戒指、手表、手镯等饰件的加工中，至少具有以下的有益效果：

（1）结构紧凑、新颖，机器占用空间小，且易于实现切屑的回收。

（2）可便于采用通用的G代码进行控制，可生产款式多样的产品，装置通用性高。

（3）加工效率高，只使用一把车花刀和铣刀，只需要一次装夹，无需为加工多种花纹而换不同的工位使用多把刀具，工件在一个工位即可完成所有加工动作。提高生产效率，提升所生产首饰饰件单元的品质。从而缩减花纹样式研发的时间，提高了产品的多样性，产品废品率低，产品标准性高、产品一致性好，增强首饰企业的竞争力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的饰件加工装置的装配立体示意图；

图2是本发明实施例提供的饰件加工装置中工件夹紧装置、工件回转装置、工件摆动装置的装配立体图；

图3是本发明实施例提供的饰件加工装置中工件夹紧装置、工件回转装置、工件摆动装置和工件移动装置的装配立体图；

图4是本发明实施例提供的饰件加工装置中主轴转动装置、刀具换向装置、刀具进给装置的装配立体图；

图5是本发明实施例提供的饰件加工装置中主轴转动装置的装配立体图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。

如图1～图5所示，本发明实施例提供的一种饰件加工装置，包括用于安装各部件的机架10、用于将工件移动至加工位的加工台移动装置80、用于夹持工件的工件夹紧装置40、用于驱动所述工件转动的工件回转装置90、用于驱动所述工件摆动的工件摆动装置30、用于驱动所述工件移动的工件移动装置20、用于驱动刀具旋转的主轴转动装置70、用于驱动所述刀具摆动的刀具换向装置60、用于驱动所述刀具进给的刀具进给装置50。

如图1～图5所示，所述加工台移动装置80包括横向滑动设置于所述机架1上的移动平台85、用于驱动所述移动平台85相对所述机架1移动的移动驱动部件81（）。

如图1～图5所示，所述刀具进给装置50、刀具换向装置60和主轴转动装置70均连接于所述移动平台85。这样，移动平台85可整体驱动刀具进给装置50、刀具换向装置60和主轴转动装置70整体横向滑动。

如图1～图5所示，所述刀具进给装置50连接于所述移动平台85，所述刀具换向装置60和所述主轴转动装置70连接于所述刀具进给装置50。刀具进给装置50可以整体驱动刀具换向装置60和所述主轴转动装置70。所述工件夹紧装置40、工件回转装置90和工件摆动装置30均连接于所述工件移动装置20。通过这样的设置，工件可以平移、绕轴线转动及绕中心摆动，而刀具可以绕自身轴线转动、也可以纵向进给、横向滑动，还可以摆动而改变刀具与工件的相对角度。在生产时，只需要一次装夹，无需为加工多种花纹而换不同的工位使用多把刀具，工件在一个工位即可完成所有加工动作。本发明提供的饰件加工装置，其可作为柔性的五轴自动车花设备来代替手工车花机，以提高生产效率，并提升所生产首饰饰件单元的品质。

具体地，如图1～图5所示，所述机架1连接有可载入并执行G代码的数控代码模块（图中未示出）。G代码是数控程序中的指令，也称为G指令。数控代码模块可内置于机架1中，并电连接于加工台移动装置80、工件夹紧装置40、工件回转装置90、工件摆动装置30、主轴转动装置70、刀具换向装置60、刀具进给装置50等部件。

具体地，机架1上可设置有切削回收装置12，切削回收装置12可包括回收容器。可利用气流等方式将切屑回收于回收容器中。当然，切削回收装置也可采用其它合适的结构。

机架1内设置有箱体，以容置相关部件。机架1的底部设置有四个支脚11，支脚11可螺纹连接机架1的底部，以便于调整机架1的水平。当然，支脚11也可以固定连接于机架1的底部。

具体地，如图1～图3所示，所述移动驱动部件81包括连接于所述机架1的第一电机81、连接于所述第一电机81的第一丝杠82，所述机架1上设置有横向设置的第一导轨84，所述移动平台85滑动连接于所述第一导轨84，所述移动平台85固定连接有第一螺母，所述第一丝杠82螺纹连接于所述第一螺母。机架1上可固定设置有立梁13，立梁13可位于机架1上端的一侧，第一导轨84可连接于立梁13等合适位置处。第一电机81可为伺服电机，其传动精确度高。第一丝杠82与第一电机81的转轴固定连接。通过采用滚珠丝杠副及滑块导轨，可使移动平台85移动平稳、精确。当然，可以采用直线电机或齿轮齿条等直线传动机构驱动移动平台85，也属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图3所示，所述工件夹紧装置40包括基板44、第一顶针42、第二顶针43和用于驱动所述第一顶针42和第二顶针43相对靠近或分离的第一驱动件41，所述第一顶针42、第二顶针43活动连接于所述基板44，第一顶针42、第二顶针43可相对基板47周向转动及沿轴向滑动。第一驱动件41可为气缸或油缸等。所述第一顶针42、第二顶针43的端部相对且所述第一顶针42、第二顶针43之间同轴设置；所述第一驱动件41连接于所述基板44。第一驱动件41可以驱动第一顶针42、第二顶针43相向靠近而夹紧工件，也可驱动第一顶针42、第二顶针43相对远离而松开工件。第一驱动件41可仅驱动第一顶针42，也可仅驱动第二顶针43，还可同时驱动第一顶针42和第二顶针43。当然，也可采用卡盘、机械夹指、机械手等部件夹紧工件，也属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图3所示，第一顶针42、第二顶针43的前端可设计为锥形，以可靠地卡夹工件。

具体地，如图1～图3所示，所述工件回转装置90包括用于驱动所述第一顶针42或/和第二顶针43的回转驱动件91，所述回转驱动件91连接于所述基板44。回转驱动件91可为电机，回转驱动件91可通过同步带92、齿轮减速器93带动第二顶针43转动，从而使工件回转运动，以实现待加工花纹的等分等加工工艺。同步带92连接于回转驱动件91及齿轮减速器93的输入端之间，第二顶针43连接于齿轮减速器93的输出端。当然，也可以采用电机直驱等方式直接驱动第二顶针43等，也属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图3所示，所述工件摆动装置30包括基座37和用于驱动所述基板44摆动的摆动驱动件31，所述基板44转动连接于所述基座37，所述摆动驱动件31连接于所述基板44且设置于所述基座37上。回转驱动件91、第一顶针42、第二顶针43、第一驱动件41等均设置于基板44上，通过驱动基板44摆动，可以使工件摆动，同时工件还可以回转运动，便于加工不同形状的工件及花纹。摆动驱动件31可为电机。摆动驱动件31可通过同步带32、齿轮减速器33带动基板44摆动并定位于所需的角度。这样，工件与刀具之间的相对角度得以改变，以满足不同的加工要求。当然，具体应用中，也可以通过齿轮传动、传动带传动等方式驱动基板44摆动，也属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图3所示，所述机架10上还设置有工件移动装置，所述工件移动装置包括用于驱动所述基座37移动的滑动驱动部件20。基座37可通过滑块22和滑轨23连接于机架10。滑动驱动部件20可包括第三电机21、第三丝杠和第三螺母，第三丝杠固定连接于第三电机21的转轴，第三螺母固定连接于基座37，第三丝杠螺纹连接于第三螺母。当第三电机21转动，通过滚珠丝杠传动副的传动，基座37及连接于基座37上的各部件即可直线滑动，以使刀具可以加工至工件的整体纵向尺寸。当然，也可以采用直线电机、齿轮齿条等驱动基座37，也属于本发明的保护范围。

具体要求地，如图1～图5所示，所述主轴转动装置70包括安装板、设置在所述安装板的主轴电机71、主轴75、连接于所述主轴电机71与所述主轴75之间的主轴传动带72、用于使传动换向的惰轮73，惰轮73作为换向轮，其转动连接于安装板上，主轴传动带72一端连接于主轴电机71，另一端连接于主轴75，主轴传动带72的中段与惰轮73相连，主轴电机71与主轴75可相互垂直设置。主轴电机71通过主轴传动带72，带动带轮，通过惰轮73换向，从而带动带轮74，实现主轴75的回转运动。刀具可连接于主轴75上。主轴75横向设置，刀具与主轴75也可以一体制造，主轴电机71可以纵向设置，以便于布局。

具体地，如图1～图5所示，所述刀具换向装置60包括旋转驱动件61、由所述旋转驱动件61驱动的蜗轮蜗杆部件63，所述安装板连接于所述蜗轮蜗杆部件63。旋转驱动件61可为伺服电机。伺服电机、同步带传动、蜗轮蜗杆副以及燕尾槽调整机构构成转动平台。旋转驱动件61驱动蜗杆，蜗杆连接于安装板，使安装板及主轴75转动装置70可以摆动。蜗轮蜗杆部件63具有自锁的特性，可使主轴、刀具调整至所需角度后不会随意偏移。当然，也可以选用齿轮、电机直驱等方式使安装板、刀具摆动，也属于本发明的保护范围。

具体地，如图1～图5所示，所述刀具进给装置50包括滑动板58、连接于移动平台85的第二电机54，滑动板58可通过滑块导轨纵向滑动连接于移动平台85。本实施例中，所述机架10设置有纵向设置的第二导轨57，所述滑动板58滑动连接于所述第二导轨57，所述滑动板58上固定连接有第二螺母，所述第二电机54的转轴连接有第二丝杠，所述丝杆螺纹连接于所述第二螺母。第二电机54可为伺服电机。伺服电机、滚珠丝杠副和滑块滑轨构成的加工进给装置。

具体地，如图1～图5所示，移动平台85或滑动板58连接有用于选取刀具的选刀装置，选刀装置包括第一选刀气缸和第二选刀气缸、安装台。其可根据G代码选用、切换合适的刀具，刀具可预装于移动平台85或滑动板58的合适位置处。刀具可为不同规格的铣刀、车花刀等。

本发明所提供的饰件加工装置，可作为车铣复合型五轴数控珠宝首饰批花机，在实际应用时，其过程可如下：

（1）根据需加工的花纹要求，载入G代码程序。

（2）将待加工的工件（饰件单元）放置在第一顶针44和第二顶针46之间，第一气缸启动，夹紧工件。

（3）第一电机81带动第一丝杠82，通过第一螺母、滑块导轨84带动移动平台85移动到相应的加工位置。

（4）通过第一选刀气缸51或第二选刀气缸59选择相应的刀具，第二电机54带动第二丝杠、通过第二螺母、滑块导轨57带动滑动板58实现进给运动，从而来控制车铣削的加工深度。

（5）主轴电机71通过主轴传动带72，带动带轮72，通过惰轮73换向，从而带动带轮74，实现主轴的回转运动。

（6）旋转驱动件61通过同步带62传动、蜗轮蜗杆部件63实现车花刀的换向来改变待加工花纹的纹路方向。

（7）第三电机21带动第三丝杠，通过滑块导轨23带动工件移动，从而使刀具能加工到工件的整个纵向尺寸。

（8）摆动驱动件31通过同步带32、齿轮减速器33带动工件摆动，从而改变刀具和工件的相对角度。

（9）回转驱动件91通过同步带92、齿轮减速器33带动第二顶针43转动，从而实现工件的回转运动，实现待加工花纹的等分。

本发明所提供的饰件加工装置，其可用于可以应用于复杂款式戒指、手表、手镯等饰件的加工中，三个转动轴和三个平动轴的结构形式，结合数控系统，可以实现在复杂款式珠宝首饰饰件表面的车削和铣削，从而实现珠宝首饰饰件的高效、精细化加工，其至少具有以下的有益效果：

（1）结构紧凑、新颖，机器占用空间小，且易于实现切屑的回收。

（2）可便于采用通用的G代码进行控制，可生产款式多样的产品，装置通用性高。

（3）加工效率高，只使用一把车花刀和铣刀，只需要一次装夹，无需为加工多种花纹而换不同的工位使用多把刀具，工件在一个工位即可完成所有加工动作。提高生产效率，提升所生产首饰饰件单元的品质。从而缩减花纹样式研发的时间，提高了产品的多样性，产品废品率低，产品标准性高、产品一致性好，增强首饰企业的竞争力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种饰件加工装置，其特征在于，包括

机架、

加工台移动装置、

用于夹持工件的工件夹紧装置、

用于驱动所述工件转动的工件回转装置、

用于驱动所述工件摆动的工件摆动装置、

用于驱动所述工件移动的工件移动装置、

用于驱动刀具旋转的主轴转动装置、

用于驱动所述刀具摆动的刀具换向装置、

用于驱动所述刀具进给的刀具进给装置，

所述加工台移动装置包括

设置于所述机架上的移动平台、

用于驱动所述移动平台相对所述机架移动的移动驱动部件；

所述刀具进给装置、刀具换向装置和主轴转动装置均连接于所述移动平台。

2.如权利要求1所述的饰件加工装置，其特征在于，所述机架连接有数控代码模块。

3.如权利要求1所述的饰件加工装置，其特征在于，所述移动驱动部件包括连接于所述机架的第一电机、连接于所述第一电机的第一丝杠，所述机架上设置有横向设置的第一导轨，所述移动平台滑动连接于所述第一导轨，所述移动平台固定连接有第一螺母，所述第一丝杠螺纹连接于所述第一螺母。

4.如权利要求1至3中任一项所述的饰件加工装置，其特征在于，所述工件夹紧装置包括基板、第一顶针、第二顶针和用于驱动所述第一顶针和第二顶针相对靠近或分离的第一驱动件，所述第一顶针、第二顶针的端部相对且所述第一顶针、第二顶针同轴设置；所述第一顶针、第二顶针活动连接于所述基板，所述第一驱动件连接于所述基板。

5.如权利要求4所述的饰件加工装置，其特征在于，所述工件回转装置包括用于驱动所述第一顶针或/和第二顶针的回转驱动件，所述回转驱动件连接于所述基板。

6.如权利要求4所述的饰件加工装置，其特征在于，所述工件摆动装置包括基座和用于驱动所述基板摆动的摆动驱动件，所述基板转动连接于所述基座，所述摆动驱动件连接于所述基板且设置于所述基座上。

7.如权利要求6所述的饰件加工装置，其特征在于，所述工件移动装置包括用于驱动所述基座移动的滑动驱动部件。

8.如权利要求1至3中任一项所述的饰件加工装置，其特征在于，所述主轴转动装置包括安装板、设置在所述安装板的主轴电机、主轴、连接于所述主轴电机与所述主轴之间的主轴传动带、用于使传动换向的惰轮。

9.如权利要求8所述的饰件加工装置，其特征在于，所述刀具换向装置包括旋转驱动件、由所述旋转驱动件驱动的蜗轮蜗杆部件，所述安装板连接于所述蜗轮蜗杆部件。

10.如权利要求9所述的饰件加工装置，其特征在于，所述刀具进给装置包括滑动板、连接于所述机架的第二电机，所述机架设置有纵向设置的第二导轨，所述滑动板滑动连接于所述第二导轨，所述滑动板上固定连接有第二螺母，所述第二电机的转轴连接有第二丝杠，所述第二丝杠螺纹连接于所述第二螺母。